高中化学第三章单元小结导航人教版必修1

单元小结导航【考向指南】本章知识内容重在测试学生的分析能力，计算能力，推理能力。是历届高考中的重点，因此，本章内容所占的比例较多。重点考查 ：（1）钠与水（或盐溶液）的反应原理和现象。（2）碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应的原理、快慢及消耗酸的量（或生成二氧化碳的量）的大小比较。与酸混合的顺序不同，反应原理、现象也不同。（3）铝单质及化合物的性质，特别是Al3+、Al(OH)3、AlO2-的相互转化；在日常生活中铝的应用；图像型计算题。（4）铁及铁的化合物主要考察化学方程式的计算和元素化合物的推断；铁及化合物的相互转换；铁离子及亚铁离子的检验等。【要点萃聚】一、知识整合钠、铝、铁及其化合物之间的相互转化关系二、重要知识点（一）金属的化学性质金属活动顺序Na Al Fe Cu金属原子失电子失电子能力 ，还原性 跟O2反应易被氧化易被氧化加热加热跟水反应常温加热高温不反应跟酸反应很剧烈剧烈反应与H+不反应跟盐反应位于金属活动顺序前面的金属可以将后面金属从其盐溶液中置换出来跟碱反应A1等具两性的金属可与碱反应1Na具有很强的还原性， 主要体现为：（1） 与O2反应（2） 与其它非金属反应， 如X2(卤素单质)、S 等（3） 与H2O反应（盐溶液）（4） 与酸反应2铝的性质铝的物理性质 软、白、轻、低、导，比镁延展性好，韧性强，但熔点高。铝的化学性质与非金属反应与氧气反应，常温形成到密的保护膜，自身抗蚀能力强。但可在纯氧中燃烧，产生耀眼的白光：4Al3O2 Al2O3。还可以与氯气反应。与酸反应与氧化性酸不产生氢气，遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。 2Al6H2Al33H2与碱反应2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2水是氧化剂，碱的作用（清除氢氧化铝）。与氧化物反应铝热反应2AlFe2O3 2FeAl2O3铝热剂：AlFeXOy，V2O5，MnO2，Cr2O3，焊接、脱氧、冶金。3铁的化学性质被氧化为Fe2：H、Cu2、S、I2、Fe3 2Fe3Cu2Fe2Cu2被氧化为Fe3O4：H2O、O2 3Fe4H2O Fe3O4H2被氧化为Fe3：Cl2、Br2、HNO3Fe4HNO3Fe(NO3)3NOH2O常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸时会发生钝化。铁的合金：熔点下降，抗蚀能力减弱。（二）金属氧化物1Na2O和Na2O2的性质比较： 氧化钠过氧化钠颜色状态白色固体淡黄色固体化学式Na2ONa2O2与水反应的化学方程式Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与CO2反应的化学方程式Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2= 2Na2CO3 +O2稳定性不稳定较稳定2Al2O3白色粉末，轻，难熔，不溶于水两性：Al2O32OH2AlO2H2OAl2O36H2Al33H2O用途：耐火材料、炼铝、制备铝盐等两性氧化物-既能与碱又能与酸反应，生成盐和水。4铁的氧化物的比较化学式FeOFe2O3Fe3O4颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁元素化合价+2+3+2（1/3）+3（2/3）溶解性不溶不溶不溶稳定性6FeO+O2=2Fe3O4稳定稳定与H反应FeO+2H=Fe+H2OFe2O3+6H=2Fe+2Fe+3H2OFe3O4+8H=2Fe+4H2O铁的氧化物均有色，均不溶于水，均可与酸反应，均可被还原。FexOy2yHxFenyH2O，FexOyyCO xFeyCO2（三）金属氢氧化物1Al(OH)3白色胶状，不溶于水、氨水、碳酸，吸附性强热不稳定性：2Al(OH)3 Al2O33H2O两性：Al(OH)3OHAlO22H2O Al(OH)33HAl33H2O制备：Al33NH3H2OAl(OH)33NH4Al33AlO26H2O4Al(OH)32铁的氢氧化物的比较Fe（OH）2Fe（OH）3铁元素化合价+2+3颜色、状态白色固体红褐色固体溶解性不溶于水不溶于水稳定性在空气中不稳定（白-灰绿-红褐）4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3受热分解2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O与H反应Fe(OH)2+2H=Fe+2H2OFe(OH)2+3H=Fe+3H2O制备Fe+2OH=Fe（OH）2Fe3+3OH=Fe（OH）3铁的氢氧化物均不溶于水，不稳定，均与酸反应。 Fe(OH)xxHFexxH2O（四）碳酸钠和碳酸氢钠性质比较：碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱、苏打小苏打色态白色、粉末白色细小晶体溶解度溶解度较大溶解度较小与酸反应的离子方程式及反应的快慢CO32-+2H+= H2O+ CO2慢HCO3-+ H+= H2O+ CO2快稳定性稳定不稳定碳酸钠是一种白色粉末，碳酸氢钠是一种细小的白色晶体，它们的性质是（填写化学式）：热稳定性： 加热容易分解；在水中溶解度（同温） 较大；与酸反应放出CO2 较剧烈；碳酸钠从溶液中析出，通常带 个结晶水，而碳酸氢钠不带结晶水；等质量碳酸钠和碳酸氢钠与足量的盐酸反应时消耗盐酸多的 ；同分子数的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应消耗盐酸多的是 。（五）铁盐和亚铁盐1转化 Cl2、Br2、HNO3、H2O2、KMnO4（浅绿色）Fe2 Fe3（黄色） I、HI、S2、H2S、Cu、Zn、FeFe3至Fe，必须经过Fe2。2Fe3与Fe2的检验Fe3的检验加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀；加入KSCN溶液 血红色溶液黄色溶液Fe2的检验加入NaOH溶液，先生成白色沉淀，逐渐变绿，最后变红褐色；加入KSCN溶液，无明显现象，加入氯水后，出现红色。浅绿色溶液【方法探讨】1 类比法：对相似的情景下的同类题型，运用熟悉的解题思路解答能快速解题，但切不可生搬硬套，要注意变化，灵活解答。2 图示分析法：涉及图象题时，要理解图象中纵坐标、横坐标的物理意义，图象题曲线的起点、拐点、最低点、最高点、终点变化及曲线的变化趋势等。综合分析，整体把握，各个击破。3 做计算题要用一定的化学思维方法，抓住化学中的守恒思想，比如质量守恒，原子守恒，电荷守恒，电子得失守恒等，许多问题就会有新思路，做计算题也要整体意识，全局观念，抓住题目中发生的化学变化，弄清楚来龙去脉。还有一点读图的能力要培养。【典例精析】例1将等物质的量的两种氧化物溶于100mL硫酸，而后逐滴加入1.00mol/L的氢氧化钠溶液。当加入的氢氧化钠的体积时，开始有沉淀析出，且沉淀量随氢氧化钠的加入量逐渐增加。当氢氧化钠的体积时，沉淀量达到最大值，继续滴加氢氧化钠时，沉淀量逐渐减小。当时，沉淀量不再改变。（1）最初加入的50mL氢氧化钠溶液的作用是什么？（2）计算所用硫酸的浓度。（3）试判断两种氧化物各是什么，并计算其物质的量。分析：本题考察的知识点是物质的量在化学反应中的应用及两性氧化物的性质等基础化学知识和简单的推理计算能力和思维的整体性。从题目中可以得知这两种化合物都为金属氧化物，溶于酸后加入氢氧化钠50mL才开始有沉淀析出，证明硫酸是过量的这部分氢氧化钠是来中和过量的硫酸的。当又滴入600mL氢氧化钠时金属离子完全沉淀，再加入100mL氢氧化钠时有一种金属氢氧化物沉淀恰好被溶解完，可判断该氢氧化物为氢氧化铝且物质的量为0.1mol，则氧化铝为0.05mol。所以另一种氧化物也为0.05mol，溶于酸后产生的金属离子完全沉淀时也消耗0.3mol的氢氧化钠由此可以推出其化合价为+3价，必为三氧化二铁。答案：（1）中和过量的硫酸（2）当沉淀量达到最大值时，H2SO4全部转变为 Na2SO4，根据SO42-守恒可以知道：（3）将金属离子完全沉淀为氢氧化物时共需氢氧化钠：（0.65L-0.05L）1mol/L=0.6mol有一种金属氢氧化物能溶于氢氧化钠溶液，所以该物质是氢氧化铝，物质的量是0.1mol，其氧化物为Al2O3，物质的量0.05mol。生成0.1mol氢氧化铝需要0.3mol氢氧化钠则沉淀另一种金属离子需要氢氧化钠为0.3mol。又已知两种氧化物的物质的量相等，所以另一种氧化物也是三价金属的氧化物，且不溶于过量的碱溶液中，可知为Fe2O3，其物质的量为0.05mol。本题的易错点是将50mL氢氧化钠中和的硫酸当作100mL硫酸中的全部硫酸，求出了硫酸的浓度为0.5mol/L。根据氧化物不溶于氢氧化钠认为是氧化镁或氧化铁的确定缺乏说服力，没有任何说明直接得出结论。在作题目时要言之有据。例2 A、B、C三种金属原子相对质量比为3：5：7，若以4：2：1的原子个数比形成三种金属组成的混合物4.64g，溶于足量的盐酸后，放出氢气在标准状况下的体积是3.316L，若三种金属均为正2价，求三种金属的相对原子质量。分析：由于三种金属均为+2价，所以三种金属物质的量之和等于与盐酸反应生成氢气的物质的量，由此可以求出混合金属的平均相对原子质量，由此可求出三种金属相对原子质量。解：M + 2H+ = M2+ + H2n(混合金属)=n(H2)=0.14molM(混合金属)= mol/L设：A、B、C三种金属的相对原子质量分别是3x、5x、7x则： 解之，x=8A、B、C三种金属的相对原子质量分别是：24、40、56。例3 将含有1molMg2+、1molAl3+的混合溶液按横坐标依次加入NaOH溶液、盐酸、再通入CO2，纵坐标为混合沉淀的物质的量。请在下图画出沉淀的量随反应进行而变化的曲线，并写出Mg2+、Al3+、完全沉淀以后所发生反应的离子方程式。图3-4分析：（1）当加入NaOH溶液时：Mg2+2OH- = Mg(OH)21mol 2mol 1molAl3+ + 3OH- = Al(OH)31mol 3mol 1molAl(OH)3+OH- = AlO2-+2H2O1mol 1mol 1mol（2）当加入盐酸时，由于溶液中有AlO2-和OH-各1mol，所以：OH- + H+ = H2O1mol 1mol故沉淀仍为Mg(OH)21mol。（3）当通入CO2时，由于过量，所以：AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3+HCO3-溶解了的Al(OH)3又重新生成。答案：本题图象应表示如下： 图3-5例4 使含有amolAl3+的A溶液中的铝元素和含有bmolAlO2-的B溶液中的铝元素全部转化为Al(OH)3沉淀，通过计算讨论有几种途径。要求：（1）不准另加固体和液体试剂；（2）要求求出每种途径所需试剂和所需试剂的物质的量。分析：欲使A、B两溶液中的铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀而又不能另加固体或液体试剂，可采取如下措施：（1）向A溶液中通NH3可使Al3+全部沉淀，设往A溶液中至少需通xmolNH3，则：（2）向B溶液中通CO2可使AlO2-离子全部沉淀，设往B溶液中至少需通ymolCO2，则：（3）将A和B混合可使铝元素转化为Al(OH)3当b=3a时，则混合后，两溶液中的铝元素恰好全部转化为Al(OH)3沉淀。当b3a时，则只有AlO2-全部转化为沉淀。则剩余Al3+为（a-b/3)mol ，因此还要通NH3为3(a-b/3)mol= (3a-b)mol若b3a，则只有Al3+全部转化为沉淀。则剩余AlO2-为(b-3a)mol，所以还需通CO2为(b-3a)mol。答案：略。【潜能开发】能够说明金属活动顺序是FeCuAg的一组反应是 ( )2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+Fe+Cu2+=Fe2+CuCu+2Ag+=Cu2+2AgAg+2HNO3=AgNO3+NO2+H2OCu+2HCl不反应A B C D思维点拨：选题角度：考察对金属活动顺序相关概念的认识。思路分析：金属活动顺序可以从金属离子和金属单质之间的置换反应来判断。和不是置换关系，不能用以判断金属间的相对活动性；对本题答案判断没有关系，因为Ag+HCl也不反应。根据可得出活动性是FeCu，根据可得出活动性CuAg，即和说明活动性是FeCuAg，故B是答案。2把铁片投入到下列溶液中，铁片溶解且质量减少，又没有气体产生，此溶液是( )AFeSO4 BH2SO4 CFe2(SO4)3 DCuSO4思维点拨：选题角度：考察对金属相关概念的认识。思路分析：Fe与FeSO4不反应。Fe+H2SO4=FeSO4+H2铁片溶解，且质量减少，但有气体放出。Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,铁片溶解且质量减少，没有气体放出，符合题目要求。Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,铁片溶解，但由于铁片上析出铜，析出铜的质量大于溶解铁的质量，所以铁片的质量增加。答案： C3有一块铁铝合金，溶于足量的盐酸中，再用过量的NaOH溶液处理，将产生的沉淀过滤，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧，完全变为红色粉末，经称量红色粉末和合金质量恰好相当，则合金中铝的含量为 ( )A70 B30 C47.6 D52.4思维点拨：选题角度：考察对金属铁和铝相关反应的认识。思路分析：由于合金的质量等于Fe2O3的质量，且Fe完全转化至Fe2O3中，故原合金中Al元素的质量必然等于Fe2O3中O元素的质量，则合金中Al的含量为：Al%=答案： B4下列物质反应后一定有+3价铁生成的是（ ）过量的Fe与Cl2反应；Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3；Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸；Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中。 A只有 B只有 C只有 D全部思维点拨： 本题涉及0价铁变为+3价铁、+2价铁变为+3价铁及+3价铁变为+2价铁，应从氧化剂的强弱、反应条件及反应物间的相对量进行分析。铁的0价、+2价、+3价在一定条件下均可相互转化，在分析具体问题时，应善于抓住转化的条件，挖掘出隐含的反应。中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为+3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。中Fe与稀H2SO4反应只能生成Fe2+，但要注意，由于稀H2SO4过量，加入KNO3后，H+、能将Fe2+氧化成Fe3+。从表面上看不会发生复分解反应，实际上也发生了Fe2+被H+和氧化的反应。中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。答案：C5下列各组离子在溶液中可以大量共存，且加入氨水后也不产生沉淀的是 （ ）A.Na+ Ba2+ Cl- SO42- B.K+ AlO2- NO3- OH-C.H+ NH4+ Al3+ SO42- D.H+ Cl- CH3COO- NO3-思维点拨：选题角度：离子共存问题，一直是高考的“热点”。解决这类问题，只要考虑两大方面即可：（1）能否发生复分解反应，（2）能否发生氧化还原反应。若两类反应均不发生，则可共存。思路分析：Al3+只能存在于酸性条件下，故C可共存，但加入氨水后可生成Al(OH)3沉淀，且不溶于溶液中铵盐；AlO2-存在于碱性环境中，加入氨水后不会产生沉淀；A答案中Ba2+、SO42-不共存，而D中的H+ 和CH3COO-不能共存。故选B。6如何用化学方法除去下列物质中的杂质，写出有关的化学方程式：（1）铝中含少量的镁 （2）镁中含少量的铝思维点拨：选题角度：提纯